Η σωματιδιακή ατμοσφαιρική ρύπανση αποτελεί ένα από τα σημαντικότερα περιβαλλοντικά προβλήματα στις σύγχρονες πόλεις, επηρεάζοντας την υγεία των πολιτών και την ποιότητα ζωής, αλλά και το περιβάλλον και τα οικοσυστήματα.

Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η διερεύνηση των επιπέδων και των τάσεων της σωματιδιακής ατμοσφαιρικής ρύπανσης στη μεγαλύτερη πόλη της Ελλάδας, την Αθήνα. Η μελέτη βασίστηκε στα διαθέσιμα δεδομένα από 8 αντιπροσωπευτικούς σταθμούς ελέγχου ατμοσφαιρικής ρύπανσης του Εθνικού Δικτύου Παρακολούθησης Ατμοσφαιρικής Ρύπανσης (ΕΔΠΑΡ) του Υπουργείου Περιβάλλοντος και Ενέργειας, που επελέγησαν με κριτήρια πληρότητας δεδομένων και χωρικής αντιπροσωπευτικότητας, ώστε να καλύπτονται διαφορετικοί τύποι αστικού περιβάλλοντος.

Στα αρχικά κεφάλαια της εργασίας αναλύονται οι ανθρωπογενείς και φυσικές πηγές προέλευσης των ρύπων, καθώς και το ισχύον εθνικό και ευρωπαϊκό θεσμικό πλαίσιο. Ιδιαίτερη έμφαση δίνεται στις εκτενείς επιπτώσεις της έκθεσης στη σωματιδιακή ρύπανση στη δημόσια υγεία, καθώς και στο φυσικό περιβάλλον, στα οικοσυστήματα και στην πολιτιστική κληρονομιά. Στη συνέχεια, εξετάζονται οι διαθέσιμες βιομηχανικές τεχνολογίες ελέγχου για τη μείωση των επιπέδων των αιωρούμενων σωματιδίων. Από τη διερεύνηση της διαχρονικής εξέλιξης των εκπομπών στην Ελλάδα, προέκυψε ότι, οι συνολικές εκπομπές των ΡΜ2,5, για την περίοδο 1990-2023 παρουσίασαν μείωση κατά 47,3% και 52,5% σε σύγκριση με το 1990 και το 2005, αντίστοιχα και των PM10 μειώθηκαν κατά 13,3% περίπου το 2021, σε σχέση με το 2012 και κατά 28% και 23,9% στον ελλαδικό χώρο και στην ευρύτερη περιοχή της Αθήνας, μεταξύ των ετών 2006-2012.

Στη συνέχεια εξετάζεται διαχρονικά η ετήσια, η εποχική, και η μηνιαία διακύμανση, των συγκεντρώσεων των αιωρούμενων σωματιδίων PM10 και PM2,5 στην ευρύτερη  περιοχή της Αθήνας, την περίοδο 2001-2025, ώστε να γίνει αξιολόγηση της υποβάθμισης της ποιότητας του αέρα στην περιοχή αυτή, κατά τη διάρκεια των τελευταίων δεκαετιών. Από την επεξεργασία των παραπάνω μετρήσεων, προέκυψε ότι οι συγκεντρώσεις των ΡΜ10 και ΡΜ2,5, παρουσιάσθηκαν στους σταθμούς αστικής κυκλοφορίας, των οποίων η θέση είναι παραπλεύρως κεντρικών οδικών αξόνων και σε περιοχές με πυκνή δόμηση, όπως το κέντρο της πόλης της Αθήνας και το λιμάνι του Πειραιά. Σημαντικές συγκεντρώσεις εμφανίσθηκαν στο σταθμό περιαστικού υποβάθρου Λυκόβρυση, στο σταθμό αστικού υποβάθρου Μαρούσι και στον περιαστικό βιομηχανικό σταθμό Ελευσίνα λόγω των τοπικών πηγών, των δευτερογενών μετασχηματισμών, αλλά και της μεταφερόμενης ρύπανσης από παρακείμενες περιοχές. Διαχρονικά την περίοδο 2001-2025, σ’ όλους τους σταθμούς, παρατηρήθηκε μια πτωτική τάση στα επίπεδα συγκεντρώσεων των ΡΜ10 και ΡΜ2,5, στην ευρύτερη περιοχή της Αθήνας. Πρέπει να επισημανθεί ότι την περίοδο μελέτης υπήρξαν συστηματικές υπερβάσεις των θεσμοθετημένων ετήσιων ορίων. Ειδικότερα, όσον αφορά τα ΡΜ10, οι υπερβάσεις ήταν περισσότερες στους σταθμούς αστικής κυκλοφορίας, καθώς και στους σταθμούς υποβάθρου Λυκόβρυση και Μαρούσι και αφορούσαν κυρίως την περίοδο 2001-2010. Όσον αφορά τα ΡΜ2,5, παρατηρήθηκε μικρός αριθμός υπερβάσεων του ετήσιου θεσμοθετημένου ορίου μόνο στους σταθμούς Πειραιάς-1 και Λυκόβρυση. Όμως, με τα νέα χαμηλότερα ετήσια όρια που θεσπίζει η Οδηγία 2024/2881, σχεδόν σ’ όλους τους σταθμούς που εξετάσθηκαν, υπάρχουν συνεχείς υπερβάσεις των ΡΜ10 και ΡΜ2,5, για όλα τα έτη της περιόδου μελέτης.

Από τη μηνιαία και εποχική ανάλυση των επιπέδων των συγκεντρώσεων των ΡΜ10 και ΡΜ2,5, στην ευρύτερη περιοχή της Αθήνας, την περίοδο 2001-2025, προέκυψε ότι στις περισσότερες περιοχές υπήρξε σαφής εποχικότητα, με μέγιστες τιμές το χειμώνα και ελάχιστες το καλοκαίρι. Όμως, στους σταθμούς περιαστικού υποβάθρου οι μεγαλύτερες συγκεντρώσεις παρουσιάστηκαν την άνοιξη και το καλοκαίρι, πιθανότατα εξαιτίας της μεταφοράς σκόνης από παρακείμενες αστικές περιοχές, των δευτερογενών σχηματισμών και των φυσικών πηγών των σωματιδίων και κατά ένα ποσοστό πιθανότατα οφείλονται και στα επεισόδια μεταφοράς αφρικανικής σκόνης, στην ευρύτερη περιοχή της Αθήνας.

Τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης δείχνουν ότι, παρά τη σημαντική επίδραση τοπικών ή βιομηχανικών πηγών, οι μετεωρολογικές συνθήκες και οι διαδικασίες διασποράς, οι χημικές διεργασίες, αλλά και τοπικές ιδιαιτερότητες της κάθε περιοχής μετρήσεων, καθορίζουν αποφασιστικά το βαθμό συσσώρευσης των σωματιδιακών ατμοσφαιρικών ρύπων.

Particulate air pollution represents one of the most significant environmental problems in modern cities, affecting public health and quality of life, as well as the environment and ecosystems.

The purpose of this thesis was to investigate the levels and trends of particulate air pollution in Greece's largest city, Athens. The study was based on available data from 8 representative air pollution monitoring stations of the National Air Pollution Monitoring Network (EDPAR) of the Ministry of Environment and Energy, selected based on data completeness and spatial representativeness criteria to cover different types of urban environments.

In the initial chapters of the thesis, anthropogenic and natural sources of pollutants are analyzed, alongside the applicable national and European regulatory framework. Particular emphasis is placed on the extensive impacts of exposure to particulate pollution on public health, as well as on the natural environment, ecosystems, and cultural heritage. Subsequently, available industrial control technologies for reducing particulate matter levels are examined. The investigation into the long-term evolution of emissions in Greece revealed that total PM2.5 emissions for the period 1990–2023 decreased by 47.3% and 52.5% compared to 1990 and 2005, respectively, while PM10 emissions decreased by approximately 13.3% in 2021 compared to 2012, and by 28% across Greece and 23.9% in the broader Athens area between 2006 and 2012.

Next, the annual, seasonal, and monthly variations of PM10 and PM2.5 concentrations in the broader Athens area during the period 2001–2025 are examined over time to evaluate air quality degradation in the region over recent decades. The processing of these measurements indicated that the highest concentrations of PM10 and PM2.5 occurred at urban traffic stations located adjacent to major roadways and in densely built-up areas, such as the Athens city center and the port of Piraeus. Significant concentrations were also observed at the suburban background station of Lykovrysi, the urban background station of Maroussi, and the suburban industrial station of Elefsina, due to local sources, secondary transformations, and transported pollution from adjacent areas. Over the 2001–2025 period, a downward trend in PM10 and PM2.5 concentration levels was observed across all stations in the broader area of Athens. It should be noted that during the study period, systematic exceedances of statutory annual limit values occurred. Specifically, regarding PM10, exceedances were more frequent at urban traffic stations, as well as at the background stations of Lykovrysi and Maroussi, mainly during the period 2001–2010. For PM2.5, a small number of exceedances of the annual statutory limit was observed only at the Piraeus-1 and Lykovrysi stations. However, under the new, lower annual limits established by Directive 2024/2881, nearly all examined stations exhibit continuous exceedances for both PM10 and PM2.5 across all years of the study period.

The monthly and seasonal analysis of PM10 and PM2.5 concentration levels in the broader Athens area during the period 2001–2025 demonstrated clear seasonality in most areas, with maximum values in winter and minimum values in summer. However, at suburban background stations, the highest concentrations occurred in spring and summer, likely due to dust transport from adjacent urban areas, secondary particle formation, natural sources, and, to a certain extent, African dust transport events across the broader region of Athens.

The results of this study indicate that, despite the significant influence of local or industrial sources, meteorological conditions, dispersion processes, chemical transformations, and site-specific characteristics decisively determine the accumulation level of particulate air pollutants.